电动汽车用外转子轮毂电机温度场仿真与散热设计
发布时间：2022-10-30 09:33
轮毂驱动式电动汽车因具有结构简单、高功率因数、传动效率高的特点,受到了很多的关注。随着人们对高效高功率驱动系统的要求越来越高,解决电机温升问题势必会成为提高驱动系统性能的关键所在。为了确保电动汽车的稳定高效运行,精确的计算电机温度场是设计研究驱动电机过程中必不可少的。本文主要针对电动汽车用外转子永磁同步轮毂电机进行电磁-热-流固耦合分析和散热设计,主要工作内容包括以下几个方面:本文首先根据传热学和流体力学理论,依据轮毂电机的结构特性,分析了轮毂电机各部分之间的热传递形式,计算出各部分的导热系数和各部分之间的传热系数,建立轮毂电机计算模型。其次对电机进行有限元建模,进行电机额定运行状态下的电磁仿真,得到了与电机损耗关系密切的磁力线和磁感应强度分布云图;在此基础上利用有限元和经验公式相结合的方法求得了电机各部分损耗,并利用有限元仿真得出了各主要部分的损耗密度云图,为电机温度场仿真提供热源。再次,建立用于二维温度场仿真的模型,对轮毂电机进行磁-热耦合仿真,得出电机的初步温升值。利用流体传热理论,建立了轮毂电机的流固耦合温度场求解方程,然后对轮毂电机的冷却结构进行分析,通过对比不同冷却结构对轮...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 轮毂电机驱动技术研究现状
1.2.2 轮毂式驱动电机结构
1.2.3 电机热分析研究现状
1.2.4 电机冷却系统设计研究现状
1.3 本论文的主要研究内容和方法
第2章 电动汽车用轮毂电机传热分析
2.1 引言
2.2 外转子轮毂电机传热研究
2.2.1 热传导
2.2.2 热对流
2.2.3 热辐射
2.3 各部分传热系数计算
2.3.1 电机绝缘材料对温升的影响
2.3.2 接触面间的传热系数的计算
2.3.3 定子槽内绕组等效导热系数
2.4 本章小结
第3章 外转子轮毂电机电磁场仿真及损耗计算
3.1 引言
3.2 永磁同步轮毂电机电磁场理论及仿真
3.2.1 永磁体退磁分析
3.2.2 电磁场基本理论
3.2.3 电磁场仿真结果分析
3.3 电机内损耗的计算
3.3.1 损耗的理论研究
3.3.2 额定工况损耗仿真
3.4 本章小结
第4章 外转子轮毂电机温度场仿真
4.1 引言
4.2 轮毂电机二维稳态温度场仿真计算
4.2.1 求解域边界值问题
4.2.2 轮毂电机二维稳态温度场仿真结果
4.3 轮毂电机三维温度场仿真理论
4.3.1 流体运动的基本方程
4.3.2 流固耦合温度场求解方程
4.3.3 轮毂电机水冷结构的选择
4.4 轮毂电机三维温度场仿真
4.4.1 三维轮毂电机求解域物理模型及网格剖分
4.4.2 轮毂电机三维稳态温度场仿真分析
4.4.3 不同的水流速度对电机温升的影响
4.4.4 水冷结构电机三维瞬态仿真分析
4.5 本章小结
总结与工作展望
全文总结
工作展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]盘式交流永磁同步电机温升影响因素研究[J]. 陈起旭,梁得亮,徐俊,曹秉刚. 电机与控制学报. 2018(03)
[2]基于Simplorer-Maxwell联合仿真的高速感应电机电磁损耗计算与分析[J]. 陈文欣,李立毅,曹继伟. 微电机. 2017(10)
[3]高导热绝缘结构对永磁同步牵引电机温升影响的仿真分析[J]. 侯海波,唐文进,汤海涛,李鸿岩,衷敬和,李忠良,黎超华,黄友根. 绝缘材料. 2017(09)
[4]大功率盘式交流永磁同步电机温度场流场耦合分析[J]. 陈起旭,周阳,杨来顺,王云洪,曹秉刚. 电机与控制应用. 2017(04)
[5]自带风扇冷却的永磁电机热计算方法对比分析[J]. 杨金霞,李伟业,邹煜林,吴江权. 大功率变流技术. 2016(06)
[6]中国新能源汽车的研发及展望[J]. 欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[7]电动汽车用油内冷永磁轮毂电机三维温度场分析[J]. 王晓远,高鹏. 电机与控制学报. 2016(03)
[8]轮毂电机驱动技术的研究与进展[J]. 何仁,张瑞军. 重庆理工大学学报(自然科学). 2015(07)
[9]车用永磁同步电机三维温度场分析[J]. 刘蕾,刘光复,刘马林,朱标龙. 中国机械工程. 2015(11)
[10]车用永磁同步电机铁耗的快速计算方法[J]. 张涵,谢宝昌,张舟云,应红亮,丁烜明. 电机与控制应用. 2013(12)
博士论文
[1]永磁同步电机铁心损耗与暂态温度场研究[D]. 张洪亮.哈尔滨工业大学 2010
[2]高速永磁电机定子损耗和温升研究[D]. 孔晓光.沈阳工业大学 2011
[3]潜油电机温度场数值模拟与温度辨识技术研究[D]. 吕辛.哈尔滨工业大学 2013
[4]电动车轮构型分析与结构研究[D]. 马英.重庆大学 2013
[5]纯电动汽车水冷永磁同步电机多工况热特性及冷却系统研究[D]. 刘蕾.合肥工业大学 2015
硕士论文
[1]纯电动汽车驱动电机损耗计算及温度特性分析[D]. 李晓艺.合肥工业大学 2017
[2]永磁同步牵引电机温度场研究[D]. 张秀凤.哈尔滨理工大学 2015
[3]纯电动汽车驱动电机定子温度场仿真与散热优化[D]. 胡俊明.合肥工业大学 2014
[4]高速永磁无刷直流电机磁热耦合分析与效率优化研究[D]. 陈小军.广东工业大学 2013
[5]45kW汽车用水冷电机温度场计算与冷却系统设计[D]. 陈彦锡.哈尔滨理工大学 2013
[6]永磁同步牵引电机热计算和冷却系统计算[D]. 姚望.沈阳工业大学 2013
[7]电动汽车用永磁电机温度场分析[D]. 杨超南.北京交通大学 2012
[8]高海拔用双馈风力发电机热性能分析[D]. 葛云中.哈尔滨理工大学 2012
[9]永磁伺服电动机电磁场与温度场耦合计算及冷却系统设计[D]. 庄艳.沈阳工业大学 2011
[10]电动车用感应电机损耗及热系统的的研究[D]. 刘伟亮.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3698642
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景与研究意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 轮毂电机驱动技术研究现状
1.2.2 轮毂式驱动电机结构
1.2.3 电机热分析研究现状
1.2.4 电机冷却系统设计研究现状
1.3 本论文的主要研究内容和方法
第2章 电动汽车用轮毂电机传热分析
2.1 引言
2.2 外转子轮毂电机传热研究
2.2.1 热传导
2.2.2 热对流
2.2.3 热辐射
2.3 各部分传热系数计算
2.3.1 电机绝缘材料对温升的影响
2.3.2 接触面间的传热系数的计算
2.3.3 定子槽内绕组等效导热系数
2.4 本章小结
第3章 外转子轮毂电机电磁场仿真及损耗计算
3.1 引言
3.2 永磁同步轮毂电机电磁场理论及仿真
3.2.1 永磁体退磁分析
3.2.2 电磁场基本理论
3.2.3 电磁场仿真结果分析
3.3 电机内损耗的计算
3.3.1 损耗的理论研究
3.3.2 额定工况损耗仿真
3.4 本章小结
第4章 外转子轮毂电机温度场仿真
4.1 引言
4.2 轮毂电机二维稳态温度场仿真计算
4.2.1 求解域边界值问题
4.2.2 轮毂电机二维稳态温度场仿真结果
4.3 轮毂电机三维温度场仿真理论
4.3.1 流体运动的基本方程
4.3.2 流固耦合温度场求解方程
4.3.3 轮毂电机水冷结构的选择
4.4 轮毂电机三维温度场仿真
4.4.1 三维轮毂电机求解域物理模型及网格剖分
4.4.2 轮毂电机三维稳态温度场仿真分析
4.4.3 不同的水流速度对电机温升的影响
4.4.4 水冷结构电机三维瞬态仿真分析
4.5 本章小结
总结与工作展望
全文总结
工作展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录
【参考文献】：
期刊论文
[1]盘式交流永磁同步电机温升影响因素研究[J]. 陈起旭,梁得亮,徐俊,曹秉刚. 电机与控制学报. 2018(03)
[2]基于Simplorer-Maxwell联合仿真的高速感应电机电磁损耗计算与分析[J]. 陈文欣,李立毅,曹继伟. 微电机. 2017(10)
[3]高导热绝缘结构对永磁同步牵引电机温升影响的仿真分析[J]. 侯海波,唐文进,汤海涛,李鸿岩,衷敬和,李忠良,黎超华,黄友根. 绝缘材料. 2017(09)
[4]大功率盘式交流永磁同步电机温度场流场耦合分析[J]. 陈起旭,周阳,杨来顺,王云洪,曹秉刚. 电机与控制应用. 2017(04)
[5]自带风扇冷却的永磁电机热计算方法对比分析[J]. 杨金霞,李伟业,邹煜林,吴江权. 大功率变流技术. 2016(06)
[6]中国新能源汽车的研发及展望[J]. 欧阳明高. 科技导报. 2016(06)
[7]电动汽车用油内冷永磁轮毂电机三维温度场分析[J]. 王晓远,高鹏. 电机与控制学报. 2016(03)
[8]轮毂电机驱动技术的研究与进展[J]. 何仁,张瑞军. 重庆理工大学学报(自然科学). 2015(07)
[9]车用永磁同步电机三维温度场分析[J]. 刘蕾,刘光复,刘马林,朱标龙. 中国机械工程. 2015(11)
[10]车用永磁同步电机铁耗的快速计算方法[J]. 张涵,谢宝昌,张舟云,应红亮,丁烜明. 电机与控制应用. 2013(12)
博士论文
[1]永磁同步电机铁心损耗与暂态温度场研究[D]. 张洪亮.哈尔滨工业大学 2010
[2]高速永磁电机定子损耗和温升研究[D]. 孔晓光.沈阳工业大学 2011
[3]潜油电机温度场数值模拟与温度辨识技术研究[D]. 吕辛.哈尔滨工业大学 2013
[4]电动车轮构型分析与结构研究[D]. 马英.重庆大学 2013
[5]纯电动汽车水冷永磁同步电机多工况热特性及冷却系统研究[D]. 刘蕾.合肥工业大学 2015
硕士论文
[1]纯电动汽车驱动电机损耗计算及温度特性分析[D]. 李晓艺.合肥工业大学 2017
[2]永磁同步牵引电机温度场研究[D]. 张秀凤.哈尔滨理工大学 2015
[3]纯电动汽车驱动电机定子温度场仿真与散热优化[D]. 胡俊明.合肥工业大学 2014
[4]高速永磁无刷直流电机磁热耦合分析与效率优化研究[D]. 陈小军.广东工业大学 2013
[5]45kW汽车用水冷电机温度场计算与冷却系统设计[D]. 陈彦锡.哈尔滨理工大学 2013
[6]永磁同步牵引电机热计算和冷却系统计算[D]. 姚望.沈阳工业大学 2013
[7]电动汽车用永磁电机温度场分析[D]. 杨超南.北京交通大学 2012
[8]高海拔用双馈风力发电机热性能分析[D]. 葛云中.哈尔滨理工大学 2012
[9]永磁伺服电动机电磁场与温度场耦合计算及冷却系统设计[D]. 庄艳.沈阳工业大学 2011
[10]电动车用感应电机损耗及热系统的的研究[D]. 刘伟亮.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3698642
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3698642.html
